实验十二、成岩作用与孔隙类型
实验九：碳酸盐岩的生物碎屑、成岩作用及孔隙
生物碎屑大小
生物碎屑排列
生物碎屑在岩石中的排列方式多样， 有的呈层状排列，有的呈散乱分布， 这取决于原始生物的生活环境和沉积 环境。
生物碎屑的大小分布范围较广，从小 于1mm到数厘米不等，其中以13mm的碎屑最为常见。
成岩作用模拟实验结果分析
压实作用
在模拟实验中，随着压力的增加， 岩石中的孔隙逐渐减少，表明碳 酸盐岩在成岩过程中受到明显的 压实作用。
成岩作用模拟实验装置
选择适合的成岩作用模拟实验装置，能够模拟碳 酸盐岩在成岩过程中的各种物理和化学变化。
确保装置的密封性和耐压性，以适应实验过程中 可能产生的压力变化。
在实验前对装置进行校准和检查，确保其正常运 转。
显微镜、放大镜等观察工具
准备各种观察工具，如显微镜、 放大镜等，以便观察和分析碳 酸盐岩样品的结构和组成。
沉积环境
沉积环境对孔隙的形成具有显著影响。在潮汐、河流等不同的沉积环境中，碳酸盐岩的沉积速率、颗粒大小和分布等 都会有所不同，从而影响孔隙的形成和分布。
成岩作用
成岩作用是影响孔隙形成的另一重要因素。压实、胶结和重结晶等成岩作用会改变岩石的结构和孔隙度， 从而影响孔隙的形成和保存。
05 结论与讨论
对生物碎屑特征的总结与讨论
详细描述
通过化学分析和显微镜观察等方法，了解生物碎屑的组 成成分，如有机质、碳酸钙等。
进行碳酸盐岩成岩作用模拟实验
总结词
成岩作用模拟条件
详细描述
设置模拟实验的条件，如温度、压 力、pH值等，以模拟碳酸盐岩的成 岩环境。
总结词
成岩作用过程观察
详细描述
观察并记录成岩作用过程中发生的各 种变化，如矿物相变、孔隙变化等。
机理分析
实验九：碳酸盐岩的生物碎屑、成岩作用及孔隙
（32）81、成岩（28）生物体腔孔 （－） 10×10
（33）82、成岩（29）粒间溶孔 （－） 10×10
（34）83、成岩（30）粒内溶孔 （－） 10×10
粒内溶孔
沉积地质研究院
2019/10/13
34
粒内、粒间溶孔
沉积地质研究院
）54、Se3.1 变晶鲕 （－） 10×2.5
（25）74、成岩（22）后生期压溶作用 （－） 10×2.5
（12）52、Se2.3 缝合线构造 （－） 10×2.5
（26）75、成岩（23）海百合共轴加大边 （+） 10×4
共轴次生加大
沉积地质研究院
2019/10/13
23
（27）76、成岩（23）海百合共轴加大边 （－） 10×4
（28）77、成岩（24）泥晶化边 （－） 10×4
（11）51、Se2.3 泥晶基质重结晶成假亮晶（－）10×2.5
（29）78、成岩（26）成岩早期白云石化作用 （－）10×4
（13）53、Se2.3 基质中的白云石化现象 （－） 10×4
（30）79、硅化 （+） 10×4
（31）80、重晶石化 （+） 10×10
3．孔隙类型
（1）按孔径大小分类：隐孔（＜0.01mm）、 显孔（0.01～1mm）、晶洞（＞1mm）
（2）按成因分类： ①原生孔隙 （粒间孔隙、生物骨架孔隙、粒内孔隙、遮蔽 孔隙、生物虫孔孔隙、鸟眼孔隙）； ②次生孔隙 （铸模孔、溶孔及溶洞、晶间孔隙、裂缝）。
（5）37、Se2.4 介形虫、海胆、腹足 （－） 10×2.5
二世代胶结
沉积地质研究院
2019/10/13
12
（15）55、Se3.1 真鲕、薄皮鲕、二世代胶结 （+）10×2.5
储层成岩作用_成岩作用和孔隙演化
滞流型
无动力来源和 流体流动，为正常
压力平衡状态
能量流为主， 伴随着物质流
无水循环 无机酸为主 成岩反应慢
温度、pH、Eh 及离子浓度
二、主要成岩作用
成岩作用的基本要素决定了可能发生的各种成岩作用。 流体性质与矿物成分决定矿物是溶解还是沉淀。可以说， 成岩过程是孔隙的形成与消亡的交替过程。因此，依据成 岩作用对孔隙影响，可将其分为两大类：
系统与外界只存在 周期性的流体交换， 异常高压形成幕式
交换
物质流为主， 伴随着能量流
封闭性水循环 有机酸为主 选择性反应
压力、温度及 有机质丰度
物质流为主， 伴随着能量流
开启性水循环 大气水为主 选择性反应
pH、Eh及 离子浓度
能量流为主， 伴随着物质流
半封闭性水循环 有机酸为主， 成岩反应活跃
超压力带 与有机质丰度
③影响孔隙流体和岩石的反应方向：因为化学反应的平 衡常数受温度控制，温度的变化势必引起反应的变化。在 一种温度下，一定的成岩反应可以形成次生孔隙，在另一 种温度下可能形成自生矿物而堵塞孔隙。
④古地温控制下有机质成岩演化序列：有机酸对矿物颗 粒的溶解是形成次生孔隙重要途径之一。有机质随温度的 变化衍生出不同的化学成分，而不同化学成分的有机酸对 矿物的溶解则明显不同。
压力关系示意图
（四）流体
储层中所见到的自生矿物的沉淀与溶解作用是沉积盆地 内大量溶解物质所造成。成岩期间储层中存在着不同成分 的孔隙流体，这种流体是重新分配矿物的动力学条件。因 此，其化学成分和活动程度对成岩作用起着很重要的控制 作用。具体来说，孔隙流体一般包括孔隙水、油和气，孔 隙水的影响最突出。
第二节 成岩作用和孔隙演化
一、成岩作用的基本要素
第十二章成岩作用与沉积岩
而达到相对稳定的状态。其与沉积物的根本区别就是是否经过固
结。
一、沉积岩中的矿物
沉积岩中已知的矿物达160种以上，而组成岩石的90%以上的矿物只
有20余种，最常见的是氧化物、硅酸盐、碳酸岩以及盐类矿物等。主
要矿物包括有石英、斜长石、钾长石和白云母、方解石、白云石和粘 土矿物。
二、沉积岩的颜色
沉积岩的颜色：沉积岩的形成时受到当时古地理和古气候的控制， 具有各种颜色。其颜色主要决定于它的矿物成分和沉积时的古地理 环境，这是沉积岩命名的依据之一。例如，岩石中含有少量的Fe203，
第十二章 成岩作用与沉积岩
主要内容
1、成岩作用 2、沉积岩的特征 3、沉积岩的分类及常见沉积岩
4、外生矿床
5、外力地质作用小结
第一节 成岩作用
在外动力动力地质作用下形成的沉积物，一般处于表生条件下（常
温、常压、富氧等），此条件下沉积物疏松、多孔、富水。经过成岩
作用，松散的沉积物多转变成为坚硬的岩石，与当初的物理性质已有 很大的差别，这种差别就是成岩作用造成的。因此，成岩作用是由松 散状态的沉积物转变成坚硬岩石的过程，可以分为：压固脱水、胶结、 重结晶作用、微生物及有机质作用等四种基本方式。
的表面常发育有刀砍纹构造。原生白云岩是干热气候条件下的咸水湖
或海相环境下的产物。
第四节 外生矿床
一、矿石与矿床 1.矿石：在当前生产技术条件下能够开采利用的、含有有用矿物 的岩石称为矿石。 2.矿床：在一定地质作用下形成的、在质量和数量上满足当前开 采利用要求的有用矿物的富集地段。
第四节 外生矿床
者称为水平岩层；纹层倾
斜者称为斜层理；相互交 错者称为交错层理；在一 个层内碎屑颗粒粒径由下 向上逐渐变细称为递变层 理。 层理的基本术语和主要类型
实验十二 碳酸盐岩的成岩作用及孔隙结构的观察与描述(2学时)
实验十二碳酸盐岩的成岩作用及孔隙结构的观察与描述（2学时）
一、目的要求
1、通过理论课的学习和对教材第十四章的复习，了解碳酸盐沉积物的沉积后作用的主要类型、特征及机理。
2、通过对岩石薄片的详细观察和描述，了解碳酸盐岩成岩作用各主要类型的特征，学会观察和描述碳酸盐岩成岩作用现象，并能分析其形成过程、成岩环境。
3、通过对岩石薄片中孔隙的观察和描述，学会观察和描述岩石的孔隙，分析孔隙的成因及其油气储集性能。
二、观察内容
1、碳酸盐岩成岩作用各主要类型
①溶解作用：教片6、C—Ⅲ—44、C—Ⅲ—23
②矿物的转化：C—Ⅲ—46、C—Ⅲ—44
③重结晶作用：C—Ⅲ—5、C—Ⅲ—84、C—Ⅲ—33、C—Ⅲ—37、C—Ⅲ—50、C—Ⅲ—81、C—Ⅲ—2、C—Ⅲ—8
④胶结作用：教片6、C—Ⅲ—46、C—Ⅲ—44、C—Ⅲ—23、C—Ⅲ—50、C—Ⅲ—68
⑤交代作用：C—Ⅲ—46、C—Ⅲ—44、C—Ⅲ—2、C—Ⅲ—5、C—Ⅲ—84、C—Ⅲ—66
2、孔隙结构：教片6、C—Ⅲ—1、C—Ⅲ—3
3、C—Ⅲ—34
三、报告要求
选择2~4块薄片，分别描述碳酸盐岩岩的各种成岩作用现象、特征以及孔隙的结构特征，并分析其形成过程和成岩环境，按《实验指导书》的要求，完成实验报告。
四、复习思考题
1、碳酸盐沉积物沉积后作用有哪些主要类型？其含义是什么？每种作用发生在沉积后的哪些阶段？其鉴别标志是什么？
2、在碳酸盐岩中文石向低镁方解石转化的机理是什么？重结晶作用的机理又是什么？
3、具颗粒结构的石灰岩中，其胶结物的矿物成分和晶体形态受到哪些因素的影响？。
成岩作用与孔隙演化总结 文档
第三题成岩作用与孔隙演化总结碳酸盐岩在成岩演化过程中易受多类型、多期次成岩作用和构造作用的改造和叠加, 这些成岩作用和构造作用形成的孔、洞、缝系统在油气储集层中具有十分重要的意义研究区碳酸盐岩岩溶储集层经历了多期多类复杂的成岩作用, 主要包括: 胶结及充填作用、溶蚀(或岩溶) 作用、硅化作用、压溶作用、破裂作用和热液作用等。
2.1胶结及充填作用胶结与充填作用常常相互伴生。
胶结作用是一种碳酸盐岩孔隙水的物理化学和生物化学的沉淀作用, 其结果导致孔隙空间减小, 对储集性而言, 是一种破坏性成岩作用,不同的沉积环境和构造运动对岩石的胶结有不同的影响。
有时可形成世代胶结，2.1溶蚀(或岩溶) 作用溶蚀(或岩溶) 作用是提高储集层孔渗性能的重要建设性成岩作用, 是研究区优质储集层形成的根本原因。
溶蚀孔、缝的存在是溶蚀作用的直接证据。
岩溶作用是溶蚀作用在碳酸盐岩地区的继续, 是在特殊地质条件下的一种大规模溶蚀作用，根据沉积环境等因素分为同生岩溶作用、层间岩溶作用、顺层岩溶作用、潜山岩溶作用及埋藏岩溶作用。
2.3 破裂作用破裂作用的主要产物为构造裂缝, 与构造运动相关，构造裂缝的形态，大小受地质历史时期的构造运动控制，后期可能遭受其他作用，而使裂隙发生各种变化。
例如矿物充填，构造裂缝可控制和促进岩溶作用发育, 又是油气垂向运移的主要通道, 还可以与溶蚀孔洞配置, 形成各类缝洞型储集层, 成为油气储集的主要空间, 因此是增加碳酸盐岩储集层孔隙度的主要成岩作用之一2.4 机械压实与压溶作用机械压实作用可以贯穿整个成岩过程, 但在早成岩期对储层所造成的影响远比其他时期大。
薄片鉴定表明, 研究区碎屑储集层机械压实作用由弱到强, 大部分颗粒以点- 线接触为主, 局部凹凸接触, 随深度增加, 压实作用增强出现缝合接触。
压溶作用随埋深增大也逐渐显现, 实际上压溶作用是发生在碎屑颗粒接触点上的溶解作用, 这些溶解物会在附近沉淀, 使另一部分碎屑次生加大。
3.成岩作用
通过偏光显微分析(常规薄片和铸体薄片)、阴极发光、扫描电镜、X衍射、稳 定同位素、包裹体等分析，研究成岩作用类型、成岩序列、不同成岩作用对孔 隙形成、破坏和演化的影响。
3、成岩阶段
根据X衍射(I/S混层比)、有机质热成熟度（Ro、Tmax等）、成岩矿物特征及孔 隙成因类型，划分成岩阶段，研究不同成岩阶段的孔隙演化特征。
E、不同自生矿物的胶结作用
①碳酸盐 最常见：方解石 其次：白云石、铁白云石和菱铁矿 少见：菱锰矿、片钠铝石 现代胶结物：文石（老岩层中转变为低镁方解石）
不同成岩期碳酸盐胶结物分布特征（周自立、朱国华，1992）
主要特征 形成时期 矿物种类 结构特点 分布特征 成岩作用性质
早期碳酸盐矿物 主要压实期以前 方解石、白云石
胶结产状
① 新月形胶结 产状：胶结物仅位于两个颗粒接触处，一般呈弯曲的弧形表面，
可由单晶或多晶组成。 成因：在颗粒接触处的表面张力影响下，水附着孔壁时具有弧形
表面，造成胶结物外表面也呈弧形。 效应：对岩石物性影响很小。
② 重力型胶结 产状：胶结物具有明显的方向性：大多在各个颗粒的同一侧发育， 另一侧没有或很少有胶结物。 成因：水溶液垂直向下流动时重力作用所引起。
薄片（常规、偏光、铸体、染色） 阴极发光 扫描电镜 X-射线衍射 同位素 包裹体
成岩作用的研究流程
成 岩 现 象 识 别
成 岩 阶 段 划 分
孔 隙 类 型 研 究
孔 隙 演 化 规 律 研 究
有 利 孔 隙 带 预 测
第二节 成岩作用类型
破坏性成岩作用： 压实作用 胶结作用 压溶作用 重结晶作用
埋藏深度↑，压实强度↑，孔
隙度明显↓
Selley 的 研 究 ： 在 浅 处
成岩作用
5．表生阶段
淡水的古喀斯特作用 最重要
地下深埋的岩石经过地壳构造运动被抬升到地表附近 的淡水淋滤带，可在古侵蚀面之下数十米内发生大规模的 岩溶现象。如遇到夹有膏盐层的岩层或含膏盐层的岩层， 由于淡水淋滤溶解膏盐发生去膏盐化作用，产生次生溶蚀 孔洞及膏溶垮塌角砾岩层，与膏盐伴生的白云岩常发生去 白云石化。碳酸盐岩层处在古侵蚀面的构造裂缝发育带及 地下水泄水区，淡水循环良好，岩溶作用发育，可以形成 大量溶洞、溶缝及岩溶角砾岩等。表生阶段的古淋滤溶蚀 孔洞缝，是油气储集及固体矿产聚集的有利场所，我国已 有大量的实例。 同时，表生阶段也有深部地下水的交代作用及后生 矿物的生成，也可能被地下咸水沉淀的矿物充填（如白云 石、天青石、萤石等）。岩石进一步重结晶形成较粗大的 晶粒结构，可使原始沉积结构和构造遭到进一步的破坏。
碳酸盐的成岩作用远比其沉积过程复杂 碳酸盐沉积物在一定环境中形成以后，即进入成岩阶 段。沉积物开始尽量适应新的各种物理、化学条件， 并与周围环境达到相对的平衡状态。但是沉积物中的 微观和宏观条件都在不断地、迅速地发生变化。在成 岩早期阶段，沉积物孔隙度很高，孔隙水运动很强， 生物作用较活跃，昼夜温差也大。所以相对平衡是短 暂的，错综复杂的成岩变化则在广泛地不断地进行着。 Larsen等（1979）总结出影响碳酸盐沉积物成岩变化 的有一系列因素，包括：地理，大地构造、地貌、区 域地球化学、沉积物聚集速率、沉积物初始组分、粒 度、沉积物纯度、灰岩与地表的联系程度、孔隙水和 气体、物理化学条件、前期成岩历史（如原先排出的 微量元素将决定以后的成岩作用）等。
浅成与深成胶结物的比较(Loucks,1983)
特征 晶体大小 晶体形态 晶粒分布 晶粒界线 Mg2+含量 Fe2+含量 Sr2+含量 早期浅埋胶结物 岩石学特征 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ细晶至中晶 等轴状、次为片状 极细至细晶在颗粒边缘分 布，向孔隙中心逐渐变粗 晚期深埋胶结物
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变晶鲕，重结晶作用
残余鲕，重结晶 作用
黑云母变形，压实作 用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
砂岩中硬石膏、方 解石胶结（交代） 作用
砂岩中的溶解作用， 粒间溶孔边缘不规则
长石粒内溶孔
胶结作用
白云石化作用
方解石化（去膏 化）作用
方解石化作用
变形鲕，压实作用
缝合线，压溶作用
泥晶白云岩中石膏 结核被硅化和方解 石化
砂岩中的粒间孔，配 位数4～5个
细晶白云岩中的晶间孔
中晶白云岩中 的晶间孔
三、实验报告要求 对C—Ⅲ—46亮晶鲕粒含云灰岩成岩 作用现象和孔隙类型进行镜下素描， 并配以简要文字说明。
一、实验目的与要求 1、通过对砂岩和碳酸盐岩的成岩作用现象 的观察，基本掌握主要成岩作用类型、特 点及镜下观察、描述方法。 2、学会镜下识别孔隙类型，了解孔隙的描 述方法。
二、实验内容 1、观看砂岩、碳酸盐岩成岩作用现象的多 媒体演示 2、岩石薄片观察： C—Ⅲ—46 亮晶鲕粒含 云灰岩
实验十二 成岩作用与孔隙类型 一、实验目的与要求 1、通过对砂岩和碳酸盐岩的成岩作用现象的观察， 基本掌握主要成岩作用类型、特点及镜下观察、描 述方法。 2、学会镜下识别孔隙类型，了解孔隙的描述方法。 二、实验内容 1、观看砂岩、碳酸盐岩成岩作用现象的多媒体演 示 2、岩石薄片观察： C—Ⅲ—46 亮晶鲕粒含云灰岩 三、实验报告要求 对C—Ⅲ—46亮晶鲕粒含云灰岩成岩作用现象和孔 隙类型进行镜下素描，并配以简要文字说明。